人教版选修4 第4章 电化学基础 作业.doc

第4章 电化学基础一、选择题1.美籍华裔化学家钱永健是诺贝尔化学奖获得者。少年时代，他就对化学产生了浓厚的兴趣。16岁时，他凭借一个金属易受硫氰酸盐腐蚀的调查项目，荣获具有“少年诺贝尔奖”之称的著名奖项。下列说法正确的是()a 金属腐蚀就是金属原子失去电子被还原的过程b 合金都比纯金属易被腐蚀c 将金属与外加直流电源的负极相连，可以防止金属被腐蚀d 镀锌铁比镀锡铁更容易被腐蚀2.根据反应：2agcu=cu22ag，设计如图所示原电池，下列说法错误的是()a x可以是银或石墨b y是硫酸铜溶液c 电子从铜电极经外电路流向x电极d x极上的电极反应式为age=ag3.有如图所示的两个原电池装置，下列说法不正确的是()a a池中负极的电极反应为mg2e=mg2b mg在a池中为负极，在b池中为正极c b池中电子的流向：mgald 原电池工作一段时间后，a池溶液的ph会增大4.下列有关电化学的示意图中正确的是()a bc d5.下图中x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无味气体放出。符合这一情况的是下表中的()a 答案a b 答案b c 答案c d 答案d6.下列关于如图所示的实验装置的判断中错误的是()a 若x为碳棒，开关k置于a处可减缓铁的腐蚀b 若x为锌棒，开关k置于a或b处均可减缓铁的腐蚀c 若x为锌棒，开关k置于b处时，为牺牲阳极的阴极保护法d 若x为碳棒，开关k置于b处时，铁电极上发生的反应为2h2e=h27.“zebra”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔ni/nicl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是()a 电池反应中有nacl生成b 电池的总反应是金属钠还原三价铝离子c 正极反应为nicl22e=ni2cld 钠离子通过钠离子导体在两电极间移动8.欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是()a ag和agcl溶液 b ag和agno3溶液c pt和ag2co3溶液 d pt和ag2so4溶液9.在如右图所示的装置中，a的金属活泼性比氢强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述中不正确的是( )a 碳棒上有气体放出，溶液的酸性减弱b a是正极，b是负极c 导线中有电子流动，电子从a极到b极d a极上的电极反应式为zn2e=zn210.增加提示(在氢氧化铁胶体中，分散质fe(oh)3胶粒带正电荷)如下图所示，x、y、q、w都是惰性电极，将电源接通后，w极附近颜色逐渐加深。下列说法中不正确的是()a 电源的m极为正极b 甲装置中溶液的ph减小c 甲装置的两个电极上都有单质生成且物质的量之比为11d 欲用乙装置给铜镀银，u极应该是ag，电解液选择agno3溶液11.在铁的吸氧腐蚀过程中，下列5种变化可能发生的是()fe由2价转化成3价 o2被还原 产生h2fe(oh)3失水形成fe2o3xh2o 杂质c被氧化除去a b c d 12.通过nox传感器可监测nox的含量，其工作原理示意图如下。下列说法正确的是()a nio电极发生还原反应b pt电极是电池的负极c nio 电极的电极反应式：no2eo2=no2d 该电池在标准状况下，若pt电极消耗2.24 l o2，nio电极电极产生2.24 l no2气体13.如图装置，在盛水的烧杯中，铁圈和银圈的相接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地从烧杯中央滴入cuso4溶液。片刻后可观察到的现象是(指悬吊的金属圈)()a 铁圈和银圈左右摇摆不定b 保持平衡状态不变c 铁圈向下倾斜d 银圈向下倾斜14.以下防腐措施中，属于电化学保护法的是()a 用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜b 在金属中加入一些铬或者镍制成合金c 在轮船的船壳水线以下部分，装上一锌锭d 在金属表面喷漆15.我国科学家发明的一种可控锂水电池的工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是()a 电池工作时，锂离子向正极移动b 有机电解质可用水溶液代替c 电池总反应为2li2h2o=2liohh2d 该装置不仅可提供电能，还可得到清洁的氢气二、填空题 16.a、b、c为三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：图1所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的a溶液、足量的b溶液、足量的c溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加。常温下各烧杯中溶液的ph与电解时间t的关系如图2所示。据此回答下列问题：(1)m为电源的_(填“正”或“负”)极，电极b上发生的电极反应为_。(2)写出乙烧杯中的电池反应方程式：_。(3)如果电解过程中b溶液中的金属离子全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？_。(4)若经过这一段时间后，要使丙恢复到原来的状态，需要进行的操作是_。17.如图，x和y均为石墨电极：(1)若电解质溶液为滴有酚酞的饱和食盐水，电解反应的离子方程式为_；电解过程中_(填“阴”或“阳”)极附近会出现红色。(2)若电解质溶液为500 ml含a溶质的某蓝色溶液，电解一段时间，观察到x电极表面有红色的固态物质生成，y电极有无色气体生成；溶液中原有溶质完全电解后，停止电解，取出x电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6 g。电解后溶液的ph为_；要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入一定量的_(填加入物质的化学式)。(假设电解前后溶液的体积不变)18.下图是一个用铂丝作电极，电解稀的mgso4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的ph变色范围：6.88.0，酸色红色，碱色黄色)回答下列问题：(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是_(填编号)；a管溶液由红变黄b管溶液由红变黄a管溶液不变色b管溶液不变色(2)写出a管中发生反应的反应式：_；(3)写出b管中发生反应的反应式：_；(4)检验a管中气体的方法是_；(5)检验b管中气体的方法是_；(6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是_。三、实验题 19.某同学在做原电池原理的实验时，有如下实验步骤：用导线将灵敏电流计的两端分别与纯净的锌片和铜片相连接(如图1)。把一块纯净的锌片插入盛有稀硫酸的烧杯中;把一块纯净的铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中;用导线把锌片和铜片连接起来后,再平行地插入盛有稀硫酸的烧杯中(如图2)。回答下列问题：(1)实验步骤中应观察到的现象是。(2)实验步骤中应观察到的现象是。(3)实验步骤中应观察到的现象是。(4)实验步骤中应观察到的现象是。(5)通过实验步骤该同学头脑中有了一个猜想(或假设),该猜想是。(6)为了证实该猜想,该同学又设计了第步实验,请简要画出第步实验的装置示意图。20.某同学利用生活中或实验室中常用的物品，根据氧化还原反应知识和电化学知识，自己动手设计了一个原电池。请填写下列空白：(1)实验原理：fe2h=fe2h2(2)实验用品：电极(_、_)、稀硫酸、_、_、耳机(或者电流表)(填写所缺的实验用品)。(3)实验装置如图。(4)原电池设计及注意的问题：按如图所示装置连接好实验仪器，注意观察(耳朵听)耳机是否有声音发出，如果没有，可将原电池的两个电极中的一极接触耳机插头上的一极(注意：接触的同时耳机的另一个极是连接在原电池的另一个电极上的)，这时可以听见耳机发生“嚓嚓嚓”的声音。其原因是在原电池中，由化学能转化为_，在耳机中又由_转化为声音这种能量；如果将装置中的耳机改为电流表，则铁钉应该接电流表的_极，电极反应式为_，发生了_反应；铜钉应该接电流表的_极，电极反应式为_，发生了_反应。21.有甲、乙两位学生利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人都使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 moll1硫酸溶液中，乙同学将电极放入6 moll1的氢氧化钠溶液中，如下图所示。(1)写出甲池中正极的电极反应式_。(2)写出乙池中负极的电极反应式_。(3)写出乙池中总反应的离子方程式_。(4)如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出_活动性更强，而乙会判断出_活动性更强(填写元素符号)。(5)由此实验，可得到如下哪些结论正确()a利用原电池反应判断金属活动顺序时应注意选择合适的介质b镁的金属性不一定比铝的金属性强c该实验说明金属活动顺序已过时，已没有实用价值d该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析(6)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动顺序判断原电池中的正负极”这种做法_(可靠或不可靠)。如不可靠，请你提出另一个判断原电池正负极的可行实验方案_(如可靠，此空可不填)。 答案解析1.【答案】c【解析】金属腐蚀就是金属原子失去电子被氧化的过程，a错误；不锈钢也是一种铁的合金，比纯铁耐腐蚀，b错误；c中应用的是外加电流的阴极保护法，c正确；镀锌铁破损后，zn作负极，fe仍受保护，而镀锡铁破损后，铁作负极被腐蚀，d错误。2.【答案】b【解析】由反应2agcu=cu22ag知铜为负极，则x为正极，x材料为活动性比铜弱的金属或非金属导体，a正确；电解质溶液应含ag，b错；在原电池中，电子从负极经外电路流向正极，c正确；ag在正极x上得电子，age=ag，d正确。3.【答案】c【解析】对于稀硫酸来说，a池中存在反应为mg2h=2mg2h2；对于氢氧化钠溶液来说，b池中存在反应为2al2naoh2h2o=2naalo23h2。所以a池中镁是负极，b池中铝是负极，b正确；a池中负极反应为mg2e=mg2，a正确；b池中电子由al经导线流向mg，c错误；a池中正极反应式为2h2e=h2，随着反应的进行，c(h)减少，ph增大，d正确。4.【答案】d【解析】选项a，zn应为原电池负极，cu为原电池正极；选项b，盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换；选项c，粗铜应连接电源正极，纯铜接在电源的负极；选项d，电解饱和nacl溶液，cl在阳极放电产生cl2，溶液中的h在阴极获得电子而产生h2。5.【答案】a【解析】由a极板质量增加，知溶液中阳离子在a极板析出，则a为阴极，x为负极；因b中a极板不析出金属，c中x为正极，故b、c错；又由b极板有无色无味气体放出，知d错。6.【答案】d【解析】若x为碳棒，开关k置于a处，fe作电解池的阴极，属外加电流的阴极保护法，a项正确；若x为碳棒，开关k置于b处，fe作原电池的负极，电极反应为fe2e=fe2，d项不正确；若x为锌棒，k置于a处，fe作电解池的阴极，属外加电流的阴极保护法，k置于b处时，fe作原电池的正极，属牺牲阳极的阴极保护法，b项和c项均正确。7.【答案】b【解析】该原电池的负极反应式为nae=na，正极反应式为nicl22e=ni2cl，总电池反应式为2nanicl2=2naclni。b项错误。8.【答案】b【解析】电镀要求镀层金属作阳极，镀件作阴极，含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液，agcl、ag2co3和ag2so4均为难溶性物质，只有b符合要求。9.【答案】b【解析】在a、b与稀硫酸组成的原电池中， a为原电池的负极，失去电子发生氧化反应；b为原电池的正极，溶液中的氢离子在正极上得到电子被还原，有氢气放出，溶液中氢离子浓度逐渐减小，酸性减弱；在其在外电路中，电子由a极(负极)流出经电流计流向b极(正极)。10.【答案】c【解析】因fe(oh)3胶粒带正电荷，w极附近颜色加深，说明w与电源负极相连，m为电源的正极，n为电源的负极，a正确；电解cuso4溶液反应方程式：2cuso42h2o2cuo22h2so4，产生h2so4导致溶液ph减小，b正确；根据反应，x极上产生o2单质，y极上产生cu单质，二者物质的量之比为12，c错误；u为电镀池的阳极，ag为阳极而溶解，agno3电镀液中的ag在r上析出而镀上ag，d正确。11.【答案】a【解析】在铁的吸氧腐蚀过程中，fe是负极，发生的反应为fe2e=fe2，正极为c，杂质c只导电充当正极，不参与氧化还原反应。o2在正极发生的反应为2h2oo24e=4oh，两极的产物反应生成fe(oh)2，继续被氧化为fe(oh)3，fe(oh)3失水形成fe2o3xh2o，a正确。12.【答案】c【解析】燃料电池中o2一般作正极，燃料作负极，电解质介质不一样，电极反应产物不同。由图知o2可自由移动，所以nio电极反应式：no2eo2=no2，no失去电子生成no2，为负极，发生氧化反应，a错误，c正确； pt电极反应为o24e=2o2，作正极，b错误；o24e2no2，在标准状况下，pt电极消耗2.24 l o2，nio电极电极产生4.48 l no2气体，d错误。13.【答案】d【解析】构成原电池，较活泼的铁作负极，失去电子，发生氧化反应生成亚铁离子，质量减小；较不活泼的银作正极，铜离子在正极得到电子，发生还原反应生成铜，在银圈上析出，质量增加，所以铁圈向上倾斜，银圈向下倾斜，d正确。14.【答案】c【解析】在轮船的船壳水线以下部分，装上锌能形成铁锌原电池，锌为负极，被腐蚀，铁被保护，c符合题意；而a、d属于外加保护层法，b选项通过改变金属的内部结构来起到保护金属的作用。15.【答案】b【解析】由图可知正极反应为2h2e=h2，根据异电荷相吸原理，溶液中li向正极移动，a正确；因2li2h2o=2liohh2，不可用水溶液代替有机电解质，b错误，c正确；由电池反应知，该装置不仅可提供电能，还可得到清洁的氢气，d正确。16.【答案】(1)负4oh4e=2h2oo2(2)2cuso42h2o2cuo22h2so4(3)能，因为cuso4溶液已转变为h2so4溶液，反应变为电解水的反应(4)向丙烧杯中加入一定量水【解析】(1)乙中c电极质量增加，则c处发生的反应为cu22e=cu，即c电极为阴极，由此可推出b为阳极，a为阴极，m为负极，n为正极。测得乙中c电极质量增加，说明有金属析出，则乙溶液中含cu2，而cu2只能和so结合，可以确定b为硫酸铜；由常温下各烧杯中溶液的ph与电解时间t的关系图，可以确定a为koh或naoh溶液，c为na2so4或k2so4。甲中为koh或naoh溶液，相当于电解h2o，阳极b处为阴离子oh放电，即4oh4e=2h2oo2。(2)乙烧杯中是电解cuso4溶液，反应方程式为2cuso42h2o2cuo22h2so4。(3)乙中铜全部析出后，电解质变为h2so4，所以电解反应仍能继续进行。17.【答案】(1)2cl2h2o2ohcl2h2阴 (2)1cuo(或cuco3)【解析】(1) nacl溶液中离子有na、h及cl、oh四种离子，得电子能力hna，失电子能力cloh，阴极反应为h22e=h2，阳极反应为2cl2e=cl2。阴极遇酚酞后变红。(2)由实验现象可知电解质为可溶性含氧酸铜盐，x为阴极，y为阳极，无色气体为o2，离子方程式为2cu22h2o2cu4ho2，溶液中n(h)20.05 mol，c(h)0.1 moll1，ph1；电解质溶液中析出铜和氧气，要恢复至电解前的溶液组成，可加入一定量的cuo或cuco3。18.【答案】(1)(2)2h2e=h2、mg22oh=mg(oh)2(3)4oh4e=2h2oo2(4)用拇指按住管口，取出试管，靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有蓝色火焰(5)用拇指按住管口，取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃(6)溶液呈红色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)【解析】(1)a管内电极为电解池的阴极，电极反应式为2h2e=h2，h来自于水的电离，由于h不断放电，电极附近溶液中c(oh)c(h)，溶液由酸性变为碱性，颜色由红变黄；一段时间后a管